KURZUS: Elektrotechnika

MODUL: Transzformátorok

35. lecke: Különleges transzformátorok

Tanulási célok

A lecke áttanulmányozása után Ön képes lesz:

  • Saját szavaival megfogalmazni a takarékkapcsolású transzformátorok működését, alkalmazásának előnyeit és hátrányait.
  • Saját szavaival megfogalmazni a mérőtranszformátorok működését, alkalmazási lehetőségeit.
Tevékenységek
  • Olvassa el figyelmesen a különleges transzformátorok üzemével foglalkozó részt!
  • Tanulmányozza alaposan a takarékkapcsolású transzformátorok működési feltételeit, alkalmazásuk előnyeit, hátrányait!
  • Ismerje meg a mérőtranszformátorok működési elvét, használatuk fontos szabályait!
Tananyag

Kialakításuk és felhasználásuk miatt léteznek a hagyományos szerkezetű és felhasználású transzformátoroktól eltérő megoldású berendezések is, ezeket nevezzük különleges transzformátoroknak.

Takarékkapcsolású transzformátorok

A takarékkapcsolású transzformátor a váltakozó áramú teljesítmény transzformálására alkalmas legegyszerűbb szerkezet. Az eddig megismert kéttekercses transzformátorral összehasonlítva nevezhetnénk egytekercses transzformátornak is. Elvi kapcsolását mutatja az alábbi ábra:

Előnyök:

1.kisebb tekercs- és vasveszteség (mivel a közös menetszámú tekercsrészben a primer és szekunder áram különbsége folyik: I2 - I1),
2.kisebb méret és súly,
3.egyfázisú és háromfázisú szabályozó transzformátorokként is használhatók

Hátrányok:

1.galvanikus kapcsolat a primer és szekunder tekercs között (biztonsági célú leválasztásra tilos felhasználni!)
2.amennyiben szakadás lép fel az N2-nél, akkor U2 = U1 (életveszélyes lehet!)
3.rövidzárási árama nagy, ui. a teljes primer feszültség az N1 - N2 menetszámú tekercsrészre esik.
Mérőtranszformátorok

Nagy váltakozó feszültségek és áramok mérésére alkalmas különleges transzformátorok. Segítségükkel lehet a nagy feszültséget és áramot közvetlenül mérhető értékre csökkenteni.

Feszültségváltó

A feszültségváltó a nagy váltakozófeszültséget alakítja át közvetlenül mérhető értékre, általában 100V-ra. Működése egy üresjárásban dolgozó transzformátoréhoz hasonlít. A primer tekercset a mérendő nagyfeszültségű hálózatra kapcsolják, míg a szekunder tekercsre kötik a feszültségmérőt. A feszültségváltó legfontosabb jellemzője az áttétel pontossága és a leképzés hűsége. Ideális esetben:

U 1 U 2 = N 1 N 2 =a

A feszültség abszolút értékek közötti eltérést a primer feszültségre vonatkoztatva kapjuk az ún. áttételi hibát, míg a fáziseltérés esetén az ún. szöghibát.

Fontos: A feszültségváltó szekunder kapcsait nem szabad rövidre zárni!

Áramváltó

Az áramváltó a nagy váltakozó áramot alakítja át közvetlenül mérhető értékre, általában 1 vagy 5A-ra. Működése kissé eltér a hagyományos transzformátorétól. A primer tekercset a mérendő nagy áram útjába sorosan kötik, míg a szekunder tekercsre kötik az árammérőt. A primer és a szekunder oldali gerjesztések egyensúlya alapján:

I 1 I 2 = N 2 N 1 = 1 a

Az áramváltó esetén is a legfontosabb jellemző az áttétel pontossága és a leképzés hűsége.

A mérési célú áramváltók jellemző értékei:
I2 =5A (1A)
I1 =5; 20; 50 ; 200 ; 500 ; 2000 A ...

Fontos: Az áramváltó szekunder körét megszakítani nem szabad!

Ez a fontos megállapítás az áramváltó primer tekercsének soros kapcsolásából következik, ugyanis az áramváltó primer tekercse kényszergerjesztésű, áramát a mérendő hálózat mindenkori terhelése határozza meg. Ezért a szekunder körben végzett javítások előtt a beépített K kapcsolót rövidre kell zárni!

Szakadáskor ugyanis megnő az indukció s ennek hatásaként

  • megnő a vasveszteség és
  • nagy feszültség lép fel a szekunder tekercsben, ami életveszélyes is lehet!
Önellenőrző feladatok

Töltse ki az alábbi feladatlapot!

1. Adja meg, hogy melyik válasz a helyes!
A takarékkapcsolású transzformátor a váltakozó áramú teljesítmény csökkentésére alkalmas legegyszerűbb szerkezet.
A takarékkapcsolású transzformátor a váltakozó áramú teljesítmény transzformálására alkalmas legegyszerűbb szerkezet.
A takarékkapcsolású transzformátor a váltakozó áramú teljesítmény növelésére alkalmas legegyszerűbb szerkezet.
2. Helyes-e az alábbi állítás?
A takarékkapcsolású transzformátort biztonsági célú leválasztásra szabad használni, mivel galvanikus kapcsolat van a primer és a szekunder tekercs között.
3. Adja meg, hogy melyik válasz a helytelen!
A takarékkapcsolású transzformátor rövidzárási árama nagy.
A takarékkapcsolású transzformátor rövidzárási árama kicsi.
4. Egészítse ki a következő mondatot!

A feszültségváltó működése egy dolgozó transzformátoréhoz hasonlít.

5. Adja meg, hogy melyik válasz a helytelen!
A feszültségváltó szekunder kapcsait nem szabad rövidre zárni!
Az áramváltó szekunder körét megszakítani nem szabad!
Az áramváltó szekunder kapcsait nem szabad rövidre zárni!
6. Jelölje meg, hogy melyik összefüggés a legjellemzőbb a feszültségváltó működésére!
U 1 U 2 = N 1 N 2 =a
I 1 I 2 = N 2 N 1 = 1 a